核酸的代谢

这是一个关于核酸的代谢的思维导图，主要内容有核酸的消化与吸收、核酸的分解代谢、核苷酸的生物合成。

核酸与核苷酸代谢

• 核酸的消化与吸收
  • 消化
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  • 吸收
    • 核苷酸及其水解产物可被细胞吸收
    • 少量通过补救合成途径重新得到利用
    • 绝大多数在小肠粘膜细胞中进一步分解
      • 磷酸参与能量代谢
      • 戊糖被吸收形成磷酸戊糖，进入糖代谢途径
      • 大多数嘌呤碱和嘧啶碱分解后随尿液排出
  • 人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成➡️核苷酸不属于营养必需物质
• 核酸的分解代谢
  • 核酸的分解
    • 核酸酶：使核酸水解的磷酸二酯酶
    • RNA酶（RNase）
    • DNA酶（DNase）
    • 核酸内切酶（限制性内切酶）
    • 核酸外切酶
  • 单核苷酸分解
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  • 嘌呤的分解
    • 在肝脏、小肠及肾脏中进行
    • 过程
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    • 特点
      • 在动物组织中无腺嘌呤脱氨酶，而腺嘌呤脱氨酶活性较高，腺嘌呤的脱氨在其核苷水平上。而鸟嘌呤脱氨酶的分布较广，鸟嘌呤的脱氨分解主要以嘌呤碱基作为底物
      • 黄嘌呤氧化酶催化两部反应，催化次黄嘌呤生成黄嘌呤以及催化生成尿酸
      • 嘌呤环未破坏，环上取代基脱氨、氧化
      • 代谢产生的1'磷酸核糖转变为5'磷酸核糖，参与磷酸戊糖途径
    • 嘌呤核苷酸抗代谢物
      • 别嘌呤醇
        • 痛风症：嘌呤分解代谢过旺，尿酸生成太多或排泄受阻，血液中尿酸含量过高超过其溶解能力（血（尿酸）＞0.48mmol）尿酸盐结晶沉积于组织器官中，导致关节炎、尿路结石和肾病
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  • 嘧啶的分解
    • 主要在肝脏中进行
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    • 胞嘧啶和尿嘧啶的分解
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    • 胸腺嘧啶的分解
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    • 特点
      • 动物组织中嘧啶的分解不同于嘌呤的分解，嘧啶环会被打开
      • 终产物：NH3、CO2、H2O、ß-丙氨酸、ß-氨基异丁酸
• 核苷酸的生物合成
  • 5－磷酸核糖焦磷酸的生成
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  • 嘌呤核苷酸的合成
    • 从头合成途径
      • 从最简单的小分子，如CO2和氨基酸等开始，经过多步反应，消耗更多能量，最后生成核苷酸的过程
      • 部位：肝（主要）其次是小肠，胸腺，脑和骨髓无法进行此合成途径。合成具体部位是胞液
      • 合成原料：Gly,Asp,Gln,一碳基团，CO2，磷酸核糖及ATP
      • IMP的合成
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      • AMP和GMP的合成
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      • ATP和GTP的合成
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      • 调节
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          • 交叉调节
    • 补救合成途径
      • 嘌呤碱与PRPP直接合成嘌呤核苷酸
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      • 腺嘌呤与1－磷酸核糖作用
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      • 生理意义
        • 节省能量和氨基酸的消耗
        • 脑、骨髓等只能进行补救合成
        • 药物、毒物、生理紧张能造成从头合成酶缺乏
      • 自会容貌综合征
    • 嘌呤核苷酸类似物抗代谢作用
      • 嘌呤类似物－6-巯基嘌呤
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      • 叶酸类似物－氨甲喋呤
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      • 氨基酸类似物－谷氨酰胺类似物
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  • 嘧啶核苷酸的合成
    • 从头合成途径
      • 原料：5－磷酸核糖、Gln、Asp、CO2
      • 部位：肝细胞细胞液（主）
      • 特点：先合成嘧啶环，再与磷酸核糖结合
      • 尿嘧啶从头合成
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      • 胞嘧啶核苷酸的合成
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      • 调节
        • 产物反馈抑制，ATP对ATC酶进行激活（嘌呤和嘧啶核苷酸的平衡）
    • 补救合成途径
      • 嘧啶磷酸核糖转移酶：尿嘧啶、乳清酸作为底物，胞嘧啶除外
        • 主要催化UMP的补救合成，不能催化CMP的生成
      • 嘧啶核苷激酶（主要作用）：尿苷激酶（尿嘧啶核苷和胞嘧啶核苷），胸苷激酶（脱氧胸苷作为底物）
        • 尿苷激酶可以催化胞苷生成CMP；脱氧胸苷激酶催化dTMP的生成
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    • 嘧啶核苷酸类似物抗代谢作用
      • 5－氟尿嘧啶
        • 结构与胸腺嘧啶相似，临床抗肿瘤药物
        • 机理：5－FU可经补救途径转变成5FUMP，5－FUMP是胸苷酸合酶的自杀性底物，不可逆地抑制该酶的活性，从而阻断体内胸苷酸的合成，达到抑癌的效果。FUTP掺入RNA链中，影响蛋白质的合成
      • 某些改变了核糖结构的核苷类似物
        • 3’－叠氮胸苷AZT
        • 阿拉伯糖胞苷ara-C
        • 双脱氧肌苷ddI
        • 在体内经补救合成途径分别转变为AZTTP，araCTP,ddITP，然后掺入到正在合成的DNA中，抑制链的延伸。Ara-C与脱氧胞苷结构类似，能够抑制CDP还原成dCDP
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  • 脱氧核糖核苷酸的合成
    • NDP还原为dNTP
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        • 蛋白二硫键还原系统：硫氧化还原蛋白（Trx），硫氧化还原蛋白酶（TR）及NADPH
    • dTMP的合成
      • dUMP的甲基化
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      • dTMP的补救合成
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    • NTP和dNTP的合成
      • 特殊激酶催化NMP转变成NDP
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      • 核苷三磷酸（NTP）的合成
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          • ATP：底物水平磷酸化、氧化磷酸化。在有氧条件下，细胞内ATP浓度远高于其他几种NTP，ATP是磷酸的主要供体